煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)用和進(jìn)展

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1、煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)用和進(jìn)展摘要本文將對(duì)工業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硝技術(shù)進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)，概述了國(guó)內(nèi)外煙氣脫硝技術(shù)的特點(diǎn)、原理、應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)最新發(fā)展的微波法、微生物法及脈沖電暈法等脫硝技術(shù)做一簡(jiǎn)介還就我國(guó)煙氣脫硝技術(shù)今后的研究和開(kāi)發(fā)提出展望及建議。Thisarticlewillcarryonthecomparisonandtheappraisaltoindustrialapplication'sfluegasdenitrificationtechnology.Thepresentsituationofapplication,principleanditscharacterso

2、ffluegasde-nitrificationtechnologyaregenerallyreviewedandanalyzed,Andtomostdenitratetechnologiesandsoonrecentdevelopment'smicrowavemethod,microorganismlawandpulseelectronicscoronalawmakesansynopsisandalsosomesuggestionsontheresearchanddevelopmentorientationoffluegasde-nitrificationtechnol

3、ogyinourcountryaregiven.關(guān)鍵詞氮氧化物；煙氣；脫硝；NOx許多工業(yè)煙氣中含有較多的氮氧化物，它們排放到大氣中易形成酸雨及光化學(xué)煙霧，破壞臭氧層和造成溫室效應(yīng)，給自然環(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)了嚴(yán)重的危害[1]。自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼對(duì)工業(yè)鍋爐NOx的排放作了限制。然而，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)大氣污染物的控制主要集中于SOx上，對(duì)NOx的排放控制相對(duì)重視不夠[1]。隨著最新的《火電廠大氣污染物控制排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣污染防治法》的頒布實(shí)施以及《京都議定書(shū)》的正式生效，國(guó)內(nèi)對(duì)NOx的排放控制將日趨嚴(yán)格，因而盡早開(kāi)發(fā)或引進(jìn)適合我國(guó)現(xiàn)有國(guó)情的NOx

4、脫除和控制技術(shù)是十分必要的。2煙氣脫硝技術(shù)分類(lèi)及相關(guān)原理煙氣脫硝技術(shù)和NO的氧化還原及吸附的特性有關(guān)。根據(jù)反應(yīng)介質(zhì)狀態(tài)的不同，可分為液相反應(yīng)法和氣相反應(yīng)法[1，2]。前者又稱(chēng)濕法，是指利用氧化劑如臭氧、二氧化氯等將NO先氧化成NO2,再用水或堿液等加以吸收處理，應(yīng)用較多的如液體吸收法；后者又稱(chēng)干法，是指在氣相中利用還原劑（氨、尿素或碳?xì)浠衔锏龋┗蚋吣茈娮邮?、微波等手段，將NO和NO2還原為對(duì)環(huán)境無(wú)毒害作用的N2或轉(zhuǎn)化為硝酸鹽并進(jìn)行回收利用。應(yīng)用較多的如選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、電子束法、脈沖電暈法及微波法等。干法脫硝技術(shù)是目前工業(yè)應(yīng)用的主流和發(fā)展方向。3工業(yè)

5、應(yīng)用煙氣脫硝技術(shù)3.1液體吸收法由于NOx是酸性氣體，因而可通過(guò)堿性溶液加以吸收凈化。常用的吸收劑有水、稀硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣及氨水等。為了提高NOx的凈化效果，近年來(lái)又發(fā)展了氧化吸收法、吸收還原法及絡(luò)合吸收法等[1－3]。幾種典型的液體吸收法的工藝比較如表1所示。液體吸收法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，投資少，可供應(yīng)用的吸收劑很多；又能以硝酸鹽的形式回收利用，并可同時(shí)脫硫，但由于去除率低，一般適用于小型的NOX排放源。由于該技術(shù)需要大量的氧化劑，綜合運(yùn)行費(fèi)用較高，加上吸收廢氣后水溶液處理困難，易造成二次污染，故在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制。3.2選擇性催化還原法（SelectiveC

6、atalyticReduction，SCR）SCR法是在含氧氣氛下，以氨、尿素或碳?xì)浠衔锏茸鳛檫€原劑注入含NOx的煙氣中，在金屬催化劑的作用下，NOx被還原為N2和水。其主要反應(yīng)如下：4NO+4NH3+O2=4N2+H2ONO+CxHyOz=H2O+CO2+N2SCR脫硝技術(shù)自1979年在日本Kudamatsu電廠首次投入工業(yè)應(yīng)用以來(lái)，在全球范圍尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家中得到廣泛應(yīng)用[3,4]。據(jù)2002年統(tǒng)計(jì)，日本、歐共體和美國(guó)安裝SCR裝置的裝機(jī)容量分別達(dá)23.1GW、55GW和100GW，其中SCR占煙氣脫硝總裝置數(shù)的比例在日本為93％，德國(guó)為95％[3,5]。NH3-SC

7、R法具有工藝成熟可靠、反應(yīng)溫度低(200～500℃)、脫硝效率高(70~90%)等優(yōu)點(diǎn)，但是由于SCR工藝的初始設(shè)備投資尤其是催化劑部分的投資較大,為大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家所難以承受；加上以氨作為還原劑時(shí)存在氨泄漏、設(shè)備易腐蝕、易生成硫酸銨等不足，限制了該項(xiàng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用。降低SCR技術(shù)的脫硝成本及提高該技術(shù)的安全性成為當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)研究的重點(diǎn)。碳?xì)浠衔镞x擇性催化還原技術(shù)（HC-SCR）則利用有機(jī)化合物如甲烷[12,13]、丙烯[14]、丙烷[15,16]及辛烷[17]等代替NH3作為還原劑，克服了NH3-SCR技術(shù)的氨泄漏、設(shè)備